(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カウリング内にエンジンをクランク軸が航走時に略垂直をなすように縦置きに配設してなる船外機用エンジンの吸気管長可変装置において、上記エンジンの吸気ポートに接続され該エンジンとカウリングとの間をクランクケース側に延びる第１吸気管と、該第１吸気管分岐して延びる第２吸気管と、上記第１吸気管を上記エンジンが低，中速運転域にあるとき閉じ、高速運転域にあるとき開く切替え弁とを備え、上記カウリングと上記クランクケースとの間の空間に上記第１，第２吸気管に共通の吸気サイレンサ４３を配設し、
上記第１吸気管４０は、カウリング１０の内壁面と上記エンジンの側壁との間を上記クランク軸に対して略直角方向に、かつ略直線状に延びるよう形成され、該第１吸気管４０の上流端開口４０ｂは上記吸気サイレンサ４３に連通接続されており、
上記第２吸気管４１は、上記第１吸気管４０の上流端開口４０ｂの近傍から内方に分岐して上記吸気サイレンサ４３内を上記クランク軸に対して略直角方向に、かつ上記クランクケース２０に沿って延びるように形成され、
上記第２吸気管４１の上流端開口は、上記吸気サイレンサ４３の空気取入れ口４３ｂの近傍に開口している
ことを特徴とする船外機用エンジンの吸気管長可変装置。
【請求項２】
請求項１において、上記第２吸気管は第１吸気管の上流端直近から分岐しており、上記切替え弁は上記第１吸気管の上記分岐部と上流端開口との間に配置されていることを特徴とする船外機用エンジンの吸気管長可変装置。
【請求項３】
請求項２において、上記切替え弁は、上記第１吸気管の上記分岐部直近に配置されていることを特徴とする船外機用エンジンの吸気管長可変装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかにおいて、上記エンジンはＶ型エンジンであり、該エンジンの左，右の気筒から延びる左，右の上記第１，第２吸気管の上流端開口は、１つの共通の吸気サイレンサに連通接続されていることを特徴とする船外機用エンジンの吸気管長可変装置。
【請求項５】
請求項４において、上記吸気サイレンサは仕切り壁により左，右部分に区分けされ、該仕切り壁には連通孔が形成され、該連通孔には第２切替え弁が配設されており、該第２切替え弁及び上記第１吸気管に配置された第１切替え弁を、上記エンジンが低，中速運転域にあるとき閉じ、高速運転域にあるとき開くことを特徴とする船外機用エンジンの吸気管長可変装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機用エンジンの吸気管長可変装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、小型船舶に搭載される船外機は、スクリュウを有する推進機が配設された下部ケース上にエンジンを縦置きに搭載するとともに、該エンジンをカウリングにより囲んだ構造となっている。
【０００３】
この種の船外機用エンジンにおいては、低速域から高速域の全域に渡るトルク特性の向上を図る観点から、エンジンの運転状態に応じて吸気管長を可変可能とした吸気管長可変装置の採用が検討されている。このような吸気管長可変装置を船外機用エンジンに採用する場合には、吸気管長の異なる吸気管をカウリング内に配置することとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記カウリング内はエンジン，エンジン補機類等によりスペースが制約されており、上記吸気管のレイアウトの如何によっては必要な吸気管長を確保できない場合がある。その結果、目標とするトルク特性が得られなくなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、カウリング内の狭いスペースを有効利用して吸気管を配置することにより、必要な吸気管長を確保できる船外機用エンジンの吸気管長可変装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、カウリング内にエンジンをクランク軸が航走時に略垂直をなすように縦置きに配設してなる船外機用エンジンの吸気管長可変装置において、上記エンジンの吸気ポートに接続され該エンジンとカウリングとの間をクランクケース側に延びる第１吸気管と、該第１吸気管分岐して延びる第２吸気管と、上記第１吸気管を上記エンジンが低，中速運転域にあるとき閉じ、高速運転域にあるとき開く切替え弁とを備え、上記カウリングと上記クランクケースとの間の空間に上記第１，第２吸気管に共通の吸気サイレンサを配設し、上記第１吸気管は、カウリングの内壁面と上記エンジンの側壁との間を上記クランク軸に対して略直角方向に、かつ略直線状に延びるよう形成され、該第１吸気管の上流端開口は上記吸気サイレンサに連通接続されており、上記第２吸気管は、上記第１吸気管の上流端開口の近傍から内方に分岐して上記吸気サイレンサ内を上記クランク軸に対して略直角方向に、かつ上記クランクケースに沿って延びるように形成され、上記第２吸気管の上流端開口は、上記吸気サイレンサの空気取入れ口の近傍に開口していることをと特徴としている。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、上記第２吸気管は第１吸気管の上流端直近から分岐しており、上記切替え弁は上記第１吸気管の上記分岐部と上流端開口との間に配置されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２において、上記切替え弁は、上記第１吸気管の上記分岐部直近に配置されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし３の何れかにおいて、上記エンジンはＶ型エンジンであり、該エンジンの左，右の気筒から延びる左，右の上記第１，第２吸気管の上流端開口は、１つの共通の吸気サイレンサに連通接続されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４において、上記吸気サイレンサは仕切り壁により左，右部分に区分けされ、該仕切り壁には連通孔が形成され、該連通孔には第２切替え弁が配設されており、該第２切替え弁及び上記第１吸気管に配置された第１切替え弁を、上記エンジンが低，中速運転域にあるとき閉じ、高速運転域にあるとき開くことを特徴としている。
【００１３】
【発明の作用効果】
請求項１の発明では、エンジンに接続された第１吸気管をエンジンとカウリングとの間をクランクケース側に延びるように配置し、該第１吸気管の途中に第２吸気管を内方に延びるよう分岐形成したので、カウリング内の空きスペースを有効利用して配置することができる。そして第１吸気管を切替え弁で開閉するようにしたので、エンジンの運転状態に適した吸気管長を得ることができ、これによりエンジンの全ての運転域において慣性過給効果を得ることができ、目標とするトルク特性を得ることが可能となる。
また、上記第１吸気管をカウリングの内壁面に沿って直線状に形成したので、省スペース化を図りながら、空気抵抗を小さくすることができ、吸入空気量を増やすことができる。
さらにまた、上記第２吸気管を第１吸気管の上流端開口直近からクランクケースに沿うように内方に延長形成したので、クランクケース周りの空きスペースを有効利用して第２吸気管の必要な吸気管長さを確保することができ、省スペース化を図ることができる。
【００１６】
請求項２の発明では、切替え弁を第１吸気管の分岐部と上流端開口との間に配置したので、切替え弁を閉じることにより吸気を第２吸気管を通して流すことができ、低，中速運転時の慣性過給効果を確実に得ることができる。
【００１７】
また請求項３の発明では、分岐部直近に切替え弁を配置したので、切替え弁を閉じた時に第１吸気管内に余分な空間を残すことがなく、吸気応答性が悪化することもない。
【００１８】
請求項４の発明では、上記第１，第２吸気管の上流端開口を両者共通の吸気サイレンサに連通接続したので、各吸気管毎に吸気サイレンサを設ける場合に比べて構造を簡素化できるとともに、省スペース化を図ることができる。
【００１９】
請求項５の発明では、第１吸気管に配置された第１切替え弁と吸気サイレンサの仕切壁を開閉する第２切替え弁を、低，中速運転時には閉じ、高速運転時には開くようにしたので、低，中速運転時は勿論、高速運転時においても慣性過給効果を確実に得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１ないし図４は、本発明の一実施形態（第１実施形態）による船外機用エンジンの吸気管長可変装置を説明するための図であり、図１は船外機に搭載されたエンジンの一部断面平面図，側面図、図３は吸気サイレンサの縦断面図（図１のIII-III 線断面図）、図４は船外機の側面図である。本実施形態でいう前後，左右とは船体後方から前方を見た状態での前後，左右をいう。
【００２２】
図において、１は船外機であり、これは船体２の船尾２ａに固定されたクランプブラケット３により上下，左右に揺動可能に枢支されている。上記船外機１は、推進機４が配設されたロアケース５上にドライブシャフト６が挿入されたアッパケース７を接続し、該アッパケース７上にエキゾーストガイド８を介してエンジン９を搭載し、該エンジン９の外周部をカウリング１０により水密に囲んだ構造のものである。このカウリング１０の後壁上部及び前壁左右側部にはそれぞれ外気導入口１０ａ，１０ｂが形成されており、この各外気導入口１０ａ，１０ｂからカウリング１０内に空気を導入するようになっている。
【００２３】
上記推進機４は、略水平に向けて配置された推進軸１１の後端にスクリュウ１２を装着するとともに、前端部に傘歯車機構１３を介して上記ドライブシャフト６の下端を連結した構造となっている。上記傘歯車機構１３は不図示の前後進切替え機構により前進，後進の何れかに切り替えられる。
【００２４】
上記エンジン９は、水冷式４サイクル並列４気筒エンジンであり、クランク軸１５を航走時に略垂直となるように縦置きに配置されており、該クランク軸１５の下端部に上記ドライブシャフト６が連結されている。上記エンジン９は、シリンダブロック１６に形成された各シリンダボア１６ａ内にピストン１７を摺動自在に挿入配置するとともに、該ピストン１７をコンロッド１８を介して上記クランク軸１５に連結し、上記シリンダブロック１６の後合面にシリンダヘッド１９を、また前合面にクランクケース２０をそれぞれ締結した構造のものである。
【００２５】
上記シリンダヘッド１９に形成された各シリンダボア１６ａ毎の燃焼凹部１９ａには排気ポート２１，吸気ポート２２が開口しており、該排気，吸気ポート２１，２２のポート開口には排気バルブ２３，吸気バルブ２４が配設されている。この排気，吸気バルブ２３，２４は、上記クランク軸１５にタイミングベルト２５を介して連結された排気カム軸２６，吸気カム軸２７により開閉駆動される。
【００２６】
上記シリンダブロック１６の右側部にはクランク軸１５方向に延びる排気合流通路２８が形成されている。この排気合流通路２８には各排気ポート２１が連通しており、該排気合流通路２８の下流端には排気管（不図示）が接続されている。各排気ポート２１から排出された排気ガスは排気合流通路２８から排気管を通って推進機４の後端から水中に排出される。
【００２７】
上記シリンダヘッド１９の各吸気ポート２２には吸気マニホールド３０の分岐管３０ａが接続されている。この各分岐管３０ａは吸気ポート２２から船体前方に屈曲して略水平に延びており、該各分岐管３０ａにはスロットル弁３１を内蔵するスロットルボディ３２が接続されている。この各スロットル弁３１の弁軸３１ａには不図示のリンク機構を介してスロットル操作レバーが連結されている。
【００２８】
上記各分岐管３０ａの吸気ポート接続部３０ｂには各気筒毎に独立の燃料噴射弁３５が装着されており、該燃料噴射弁３５の噴射口３５ａは吸気バルブ２４のポート開口に指向している。この各燃料噴射弁３５にはクランク軸１５と平行に配置された燃料供給レール３６が接続されており、該燃料供給レール３６にはベーパセパレータタンク３３に接続された燃料供給ホース３４が連通接続されている。このベーパセパレータタンク３３はシリンダブロック１６と吸気マニホールド３０との間に配置されている。なお、３８は上記ベーパセパレータタンク３３内の燃料を加圧して燃料供給レール３６に圧送する高圧ポンプであり、該高圧ポンプ３８は吸気カム軸２７により駆動される。また３９は燃料を濾過する燃料フィルタである。
【００２９】
そして、上記エンジン９には本実施形態の特徴をなす吸気管長可変装置が配設されている。この吸気管長可変装置は、上記各スロットルボディ３２に接続された第１吸気管４０と、該各第１吸気管４０からカウリング１０内方に分岐して延びる第２吸気管４１と、該第１吸気管４０の上流端開口４０ｂを開閉する切替え弁４２と、各第１，第２吸気管４０，４１共通の吸気サイレンサ４３と、上記切替え弁４２を開閉制御するコントローラ５０とを備えている。上記第１，第２吸気管４０，４１及び吸気サイレンサ４３は樹脂により一体成形されている。
【００３０】
上記吸気サイレンサ４３は大略直方体状のものであり、上記クランクケース２０前方の左側コーナ部に配置されている。この吸気サイレンサ４３の右側壁４３ａにはクランク軸１５方向に延びる縦長状の空気取入れ口４３ｂが形成されており、該空気取入口４３ｂは少し右側方に突出するように形成されている。
【００３１】
上記各第１吸気管４０はカウリング１０の内壁面に沿って略直線状をなすように船体前方に延長形成されている。この第１吸気管４０の下流端開口４０ａは上記スロットルボディ３２に接続されており、上流端開口４０ｂは上記吸気サイレンサ４３の後壁４３ｃに連通接続されている。
【００３２】
上記第２吸気管４１は第１吸気管４０の上流端開口４０ｂ直近に分岐形成されており、上記クランクケース２０のコーナ部底面に沿うように吸気サイレンサ４３内に延びている。上記第２吸気管４１の下流端開口４１ａは上記第１吸気管４０に連通接続されており、上流端開口４１ｂは空気取入れ口４３ｂ近傍に開口している。このようにして第２吸気管４１は第１吸気管４０と略同じ方向に延びている。
【００３３】
上記切替え弁４２は、上記第１吸気管４０の上流端開口４０ｂを開閉可能に配設されている。また切替え弁４２は、各弁板４６にクランク軸１５方向に延びる１本の弁軸４７を連結したバタフライ式のものであり、該弁軸４７の上端部には駆動モータ４５が連結されている。
【００３４】
上記エンジン９はコントローラ５０を備えている。このコントローラ５０は、上記カウリング１０内に配設されており、不図示のエンジン回転数センサ，船体速度センサ，スロットル開度センサ，吸気圧センサ，Ｏ2 センサ等の各種センサからの検出値ａが入力され、これらの検出値ａから内蔵する各種の運転制御マップに基づいて燃料噴射量，噴射時期，及び点火時期を制御する。
【００３５】
また上記コントローラ５０は、上記各検出値ａからエンジン運転状態が低・中速運転域にあるときには上記駆動モータ４５を、切替え弁４２を介して第１吸気管４０の上流端開口４０ｂを閉じるように制御し、また高速運転域にあるときには上記第１吸気管４０の上流端開口４０ｂを開けるように制御する。
【００３６】
このようにして低・中速域では第１吸気管４０の上流端開口４０ｂを閉じることにより、実質的な吸気管長は第２吸気管４１と第１吸気管４０とを合計した長さとなる。また高速域では第１吸気管４０の上端端開口４０ｂを開けることにより、実質的な吸気管長は第１吸気管４０のみの長さとなる。なお、この場合、第１，第２吸気管４０，４１の両方とも吸気通路が開くこととなるが、第２吸気管４１側からの空気流入量はエンジンの出力トルク特性にほとんど影響を与えないレベルに過ぎない。
【００３７】
このように本実施形態の吸気管長可変装置によれば、各スロットルボディ３２に接続された第１吸気管４０をカウリング１０の内壁面に沿って船体前方に延びるように配置し、該第１吸気管４０の上流端開口４０ｂ直近に第２吸気管４１を分岐形成し、該第２吸気管４１をクランクケース２０の底面に沿うように内側方に延長形成したので、カウリング１０内のエンジン９周りの空きスペースを有効利用して第１，第２吸気管４０，４１を配置することができる。
【００３８】
そして第１吸気管４０の上流端開口４０ｂを切替え弁４２で開閉することにより、吸気管長を低，中速時に適した長さと、高速時に適した長さの２段階に切替えることができ、低中速時及び高速時に渡って慣性過給効果を得ることができ、目標とするトルク特性を得ることができる。
【００３９】
また上記第１吸気管４０を直線状に形成したので、第１吸気管４０内を流れる空気の抵抗を小さくすることができ、高速域での吸入空気量を増やすことができるとともに、空気の流速を高めることができる。
【００４０】
さらにまた本実施形態では、切替え弁４２を第１，第２吸気管４０，４１の分岐部直近に位置する第１吸気管４０の上流端開口４０ｂに配置したので、上流端開口４０ｂを閉じた時に該第１吸気管４０の切替え弁４２より下流側部分に余分な空間が残ることがなく、吸気応答性が悪化することもない。
【００４１】
なお、上記第１吸気管４０を第２吸気管４１の分岐部から少し上流側に延長することも可能であり、このようにした場合には、上記切替え弁４２は第１吸気管４０の上記分岐部と上流端開口との間に配置することとなる。
【００４２】
また本実施形態では、上記第１，第２吸気管４０，４１を１つの共通の吸気サイレンサ４３に連通接続したので、各吸気管毎に吸気サイレンサを設ける場合に比べて構造を簡素化できるとともに、省スペース化を図ることができる。
【００４３】
図５ないし図７は、本発明の第２実施形態による船外機用エンジンの吸気管長可変装置を説明するための図である。図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示しており、重複する符号についての説明は省略する。
【００４４】
本実施形態の船外機用エンジン６０は、水冷式４サイクルＶ型６気筒エンジンである。該エンジン６０のシリンダブロック６１は、船体後方に向けてかつＶ字形（Ｖバンク）をなすように形成された左右のシリンダ部６２，６３を有しており、各シリンダ部６２，６３には左右のシリンダヘッド６４，６５が締結されている。
【００４５】
上記エンジン６０の左右の排気ポート２１は、Ｖバンク内側に導出されており、上記左右のシリンダ部６２，６３のＶバンク内側壁にクランク軸１５方向に形成された排気合流通路６６，６６に連通接続されている。
【００４６】
また左右の各吸気ポート２２はＶバンク外側壁面に導出されており、該各吸気ポート２２には上記実施形態と同様に吸気マニホールド３０，スロットルボディ３２が接続されている。
【００４７】
上記エンジン６０には吸気管長可変装置が配設されている。この吸気管長可変装置は、左右の各スロットルボディ３２に接続された左右の第１吸気管７０と、該各第１吸気管４７の上流端開口７０ｂ直近からカウリング１０の内側に分岐して延びる左右の第２吸気管７１と、上記各第１吸気管７０の上流端開口７０ｂ近傍に配置された切替え弁７２と、各気筒用の第１，第２吸気管７０，７１に共通の１つの吸気サイレンサ７３とを備えており、基本的な構成は上記第１実施形態と略同様である。
【００４８】
上記左右の第１吸気管７０の上流端開口７０ｂは吸気サイレンサ７３の後壁７３ａに連通接続され、上記左右の第２吸気管７１の上流端開口７１ｂは吸気サイレンサ７３内の船幅方向中央部にて前方に向けて開口している。
【００４９】
上記吸気サイレンサ７３は、上記エンジン６０のクランクケース２０の前方に配置されており、カウリング１０の略全幅に渡る大きさとなっている。この吸気サイレンサ７３の後壁７３ａの各第１吸気管７０同士の間には空気取入れ口７３ｂが形成されている。
【００５０】
また上記吸気サイレンサ７３内は仕切り壁７３ｃにより左右に区分けされている。この仕切り壁７３ｃには上下２つの連通孔７３ｄ，７３ｄが形成されており、該各連通孔７３ｄには該連通孔７３ｄを開閉するバタフライ弁（第２切替え弁）７５が配設されている。このバタフライ弁７５の弁軸７５ａは負圧ダイヤフラム，ＤＣモータ，ステッピングモータにより開閉駆動される。上記バタフライ弁７５はエンジン回転数に応じて開閉される。例えば高速運転域ではバタフライ弁７５を開き、低・中速運転域では閉じるようになっている。
【００５１】
本実施形態の吸気管長可変装置では、各スロットルボディ３２に接続された左右の第１吸気管７０をカウリング１０の内壁面に沿って船体前方に延びるように配置し、該第１吸気管７０の上流端開口７０ｂ直近に第２吸気管７１を分岐させて形成し、上流端開口７０ｂに切替え弁７２を配置したので、該切替え弁７２の開閉により、吸気管長を低，中側運転時に適した長さと、高速運転時に適した長さに切り替えることができ、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００５２】
また、吸気サイレンサ７３の仕切壁７３ｃの連通孔７３ｄを開閉するバタフライ弁（第２切替え弁）７５を設け、該バタフライ弁７５及び第１吸気管７０を開閉する第１の切替え弁７２を、低，中速運転時にはそれぞれ閉じ、高速運転時には開くようにしたので、低，中速運転時には勿論のこと、高速運転時にはサイレンサの容積が大きくなることから、特に高速運転時の慣性過給効果をより確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による吸気管長可変装置が配設された船外機用エンジンの一部断面平面図である。
【図２】上記エンジンの側面図である。
【図３】上記エンジンの吸気サイレンサの断面図（図１のIII-III 線断面図）である。
【図４】上記エンジンが搭載された船外機の側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による吸気管長可変装置が配設された船外機用Ｖ型エンジンの断面平面図である。
【図６】上記エンジンの吸気サイレンサの断面図（図５のVI-VI 線断面図）である。
【図７】上記吸気サイレンサの切替え弁部分の断面図（図５のVII-VII 線断面図）である。
【符号の説明】
１              船外機
９，６０        エンジン
１０            カウリング
１５            クランク軸
２０            クランクケース
２２            吸気ポート
４０，７０      第１吸気管
４０ｂ，７０ｂ  上流端開口
４１，７１      第２吸気管
４１ｂ，７１ｂ  上流端開口
４２，７２      切替え弁
４３，７３      吸気サイレンサ
７３ｃ          仕切り壁
７３ｄ          連通孔
７５            バタフライ弁（第２切替え弁）
【図１】
0004442847.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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